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JP7808932B2 - Holding pad - Google Patents
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JP7808932B2 - Holding pad - Google Patents

Holding pad

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JP7808932B2
JP7808932B2 JP2021123015A JP2021123015A JP7808932B2 JP 7808932 B2 JP7808932 B2 JP 7808932B2 JP 2021123015 A JP2021123015 A JP 2021123015A JP 2021123015 A JP2021123015 A JP 2021123015A JP 7808932 B2 JP7808932 B2 JP 7808932B2
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  • Finish Polishing, Edge Sharpening, And Grinding By Specific Grinding Devices (AREA)
  • Mechanical Treatment Of Semiconductor (AREA)

Description

本発明は光学材料、半導体ウエハ、半導体デバイス、ハードディスク用基板、金属やセラミック表面の研磨用の保持パッドに関する。特に、SiC基板(シリコンカーバイドウェハ)、GaAs(ガリウム砒素)基板、サファイアガラス等の難削材の研磨用途の保持パッドに関する。 The present invention relates to a holding pad for polishing optical materials, semiconductor wafers, semiconductor devices, hard disk substrates, and metal and ceramic surfaces. In particular, it relates to a holding pad for polishing difficult-to-cut materials such as SiC substrates (silicon carbide wafers), GaAs (gallium arsenide) substrates, and sapphire glass.

光学材料、半導体ウエハ、半導体デバイス、ハードディスク用基板、金属、セラミック等の表面を平坦化するための研磨法として、化学機械研磨(chemical mechanical polishing,CMP)法が一般的に用いられている。 Chemical mechanical polishing (CMP) is a commonly used polishing method for planarizing the surfaces of optical materials, semiconductor wafers, semiconductor devices, hard disk substrates, metals, ceramics, etc.

一般的なCMP法について、図1を用いて説明する。図1のように、CMP法を実施する研磨装置1には、下定盤6に備えられている研磨パッド5(研磨パッド5は研磨層を備える)と、上定盤4に備えられた保持パッド3とが回転しながら、被研磨物2を押圧することで、研磨層の研磨面5Aに接している被研磨物2の研磨対象の面が研磨される。研磨は、図1で示すように、研磨層には、スラリー供給部7から供給されるスラリーSの存在下で行われる。 A typical CMP method will be explained using Figure 1. As shown in Figure 1, in a polishing apparatus 1 that performs the CMP method, a polishing pad 5 (which has a polishing layer) provided on a lower platen 6 and a holding pad 3 provided on an upper platen 4 rotate and press against an object to be polished 2, thereby polishing the surface of the object to be polished 2 that is in contact with the polishing surface 5A of the polishing layer. As shown in Figure 1, polishing is performed on the polishing layer in the presence of slurry S, which is supplied from a slurry supply unit 7.

ところで、研磨業界全般として、研磨効率向上のため、より過酷な研磨条件(高研磨圧や強酸性スラリーの使用など)に耐えうる高耐久性の保持パッドが求められており、特に被研磨物がSiCなどの難削材である場合は、高耐久性の保持パッドが切望されている。 Incidentally, the polishing industry as a whole is seeking highly durable holding pads that can withstand harsher polishing conditions (such as high polishing pressures and the use of highly acidic slurries) in order to improve polishing efficiency, and highly durable holding pads are particularly desired when the workpiece being polished is a difficult-to-cut material such as SiC.

従来の保持パッドとしては、特許文献1に記載されているような湿式成膜タイプがあるが、湿式成膜タイプの保持パッドでは、過酷な条件下ではわずか数時間で構造が破壊され、あるいは、研磨後に被研磨物を保持面から剥がす際に保持面の構造が破壊され、耐久性が十分ではない。
構造破壊がおきにくい保持パッドとしては、特許文献2に記載されているような、モールド成型タイプの硬質ポリウレタンから構成される保持パッドが挙げられる。しかし、クッション性を目的とし、低密度とすれば空隙にスラリーが浸食して耐久力を損なう問題がある。また、高研磨圧条件下では保持パッド自体のうねりが被研磨物に転写されやすい観点から、これを緩和させるために、被研磨物が研磨中に自転できる程度に保持パッドの被研磨物に対する剪断方向の吸着力が要求される。しかし、低密度で保持面に所定の大きさ以上の開孔を有する保持パッドでは、開孔の凹凸により剪断方向への摩擦抵抗が高いため被研磨物は円滑に自転できなく、また、被研磨物に対して十分な吸着力がない。一方で、高密度とすると硬くなり、クッション性が悪化し、接触時に被研磨物を破損させてしまう恐れがある。
Conventional holding pads include the wet film-formation type described in Patent Document 1, but the structure of wet film-formation type holding pads is destroyed in just a few hours under harsh conditions, or the structure of the holding surface is destroyed when the polished object is peeled off the holding surface after polishing, and they do not have sufficient durability.
Examples of holding pads that are less susceptible to structural damage include holding pads made of molded hard polyurethane, as described in Patent Document 2. However, if the density is low for the purpose of cushioning, slurry erodes into the voids, resulting in a loss of durability. Furthermore, under high polishing pressure conditions, the waviness of the holding pad itself is easily transferred to the workpiece. To mitigate this, the holding pad must have sufficient adhesive force in the shear direction to allow the workpiece to rotate during polishing. However, with low-density holding pads with openings larger than a certain size on the holding surface, the unevenness of the openings creates high frictional resistance in the shear direction, preventing the workpiece from rotating smoothly and lacking sufficient adhesive force to the workpiece. On the other hand, if the pad is made high-density, the pad becomes hard, resulting in poor cushioning and the risk of damaging the workpiece upon contact.

耐薬品性向上のための保持パッドの素材としては、ウレタン以外の素材、例えばPETなどのポリエステルが挙げられるが、特許文献3に記載のような不織布や織物に代表される繊維系保持パッドでは、特に高研磨圧条件下では物理的な耐久性に不満が残る。さらに、脱落した繊維片がスクラッチの原因となり得る。 Materials other than urethane, such as polyesters like PET, can be used for the holding pad to improve chemical resistance. However, fiber-based holding pads, such as those made of nonwoven fabrics or woven fabrics as described in Patent Document 3, leave room for improvement in terms of physical durability, especially under high polishing pressure conditions. Furthermore, shed fiber fragments can cause scratches.

特許第5976623号Patent No. 5976623 特許6757156号Patent No. 6757156 特開2009-88456号公報JP 2009-88456 A

このように、従来の保持パッドでは、高耐久性、高吸着性(高保持性)、耐薬品性のすべてを満たすようなものはなかった。 As such, no conventional retention pads met all of the requirements of high durability, high adsorption (high retention), and chemical resistance.

本発明者は、鋭意研究の結果、所定の要件を満たした空隙構造を有するポリエステルを採用することで、ウレタン系保持パッドよりも高耐久性、耐薬品性を実現でき、また、吸着性(保持性)の課題を解決できることを発見し、本発明の保持パッドを見出した。すなわち、本発明は以下を包含する。
[1] ポリエステルを含む保持層を含む保持パッドであって、
前記保持層の密度は0.2~0.6g/cmであり、
前記保持層の保持面において、直径20μm相当以上の開孔の合計面積率が1%以下である、保持パッド。
[2] 前記ポリエステルは、ポリエチレンテレフタレートである、[1]に記載の保持パッド。
[3] 前記保持層は、発泡ポリエステルシートから構成される[1]又は[2]に記載の保持パッド。
[4] 前記保持層の断面において、直径20μm相当以上の開孔の合計面積率が1%以下である、[1]乃至[3]のいずれか一項に記載の保持パッド。
[5] 前記保持層のショアD硬度が20~50度である、[1]乃至[4]のいずれか一項に記載の保持パッド。
[6] 前記保持層の圧縮率が0.1~3.0%である、[1]乃至[5]のいずれか一項に記載の保持パッド。
[7] 前記保持層は非繊維性である、[1]乃至[6]のいずれか一項に記載の保持パッド。
As a result of extensive research, the inventors discovered that by using polyester with a void structure that meets certain requirements, it is possible to achieve higher durability and chemical resistance than urethane-based holding pads, and also to solve the problem of adsorption (retention), and thus came up with the holding pad of the present invention.
[1] A support pad including a support layer including polyester,
The density of the support layer is 0.2 to 0.6 g/cm 3 ;
A holding pad, wherein the total area ratio of openings having a diameter of 20 μm or more on the holding surface of the holding layer is 1% or less.
[2] The holding pad according to [1], wherein the polyester is polyethylene terephthalate.
[3] The holding pad according to [1] or [2], wherein the holding layer is made of a foamed polyester sheet.
[4] The holding pad according to any one of [1] to [3], wherein the total area ratio of pores equivalent to a diameter of 20 μm or more in the cross section of the holding layer is 1% or less.
[5] The holding pad according to any one of [1] to [4], wherein the holding layer has a Shore D hardness of 20 to 50 degrees.
[6] The holding pad according to any one of [1] to [5], wherein the compressibility of the holding layer is 0.1 to 3.0%.
[7] The support pad according to any one of [1] to [6], wherein the support layer is non-fibrous.

本発明の保持パッドは、高耐久性、高吸着性(高保持性)、耐薬品性を十分満たすものであり、さらに、破断強度も高く、被研磨物との摩擦力が低いため、吸着性を有しながらも、被研磨物が研磨中に自転しやすく、被研磨物を均一に研磨できることを示す。 The holding pad of the present invention fully satisfies the requirements of high durability, high adsorption (high retention), and chemical resistance. Furthermore, it also has high breaking strength and low friction with the workpiece. Therefore, while maintaining adsorption, the workpiece easily rotates during polishing, enabling the workpiece to be polished uniformly.

図1は、研磨装置1の模式図である。FIG. 1 is a schematic diagram of a polishing apparatus 1.

以下、発明を実施するための形態について説明するが、本発明は、発明を実施するための形態に限定されるものではない。 The following describes a mode for carrying out the invention, but the present invention is not limited to this mode for carrying out the invention.

<保持パッド>
本発明の保持パッド3は、ポリエステルを含む保持層を含む保持パッドであって、前記保持層の密度は0.2~0.6g/cmであり、前記保持層の保持面において、直径20μm相当以上の開孔の合計面積率が、1%以下である。ここで、保持層の保持面における直径20μm相当以上の開孔の合計面積率とは、保持面の合計面積における直径20μm相当以上の開孔の合計面積の割合である。
<Holding pad>
The holding pad 3 of the present invention is a holding pad including a holding layer containing polyester, wherein the density of the holding layer is 0.2 to 0.6 g/ cm3 , and the total area ratio of openings equivalent to a diameter of 20 μm or larger on the holding surface of the holding layer is 1% or less. Here, the total area ratio of openings equivalent to a diameter of 20 μm or larger on the holding surface of the holding layer refers to the proportion of the total area of openings equivalent to a diameter of 20 μm or larger to the total area of the holding surface.

保持パッド3は、図1で示すように、上定盤4に備えられているものであり、少なくとも保持層を含むものである。保持パッド3は、保持層以外にも、上定盤4に接着させるための接着層(図示しない)のほかにクッション層なども含むことができるが、図1では、保持パッド3において、保持層のみ記載し、その他の層の記載は省略している。 As shown in Figure 1, the holding pad 3 is provided on the upper surface plate 4 and includes at least a holding layer. In addition to the holding layer, the holding pad 3 can also include an adhesive layer (not shown) for adhering it to the upper surface plate 4, as well as a cushioning layer, but Figure 1 only shows the holding layer of the holding pad 3, and the other layers are omitted.

<保持層>
保持層は、保持パッド3において、被研磨物2に接触する層である。保持層の材料として、ポリエステルを必須成分として含む。使用できるポリエステルとしては、PET(ポリエチレンテレフタレート)、ポリエチレンナフタレート、ポリトリメチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリプロピレンテレフタレートなどが挙げられるが、本発明ではPETが好ましい。なお、本発明の効果を損なわない範囲で、保持層の材料として、ポリウレタン、エポキシ樹脂等のポリエステル以外の樹脂を混合させたものを用いてもよい。ポリエステル以外の材料は、保持層の全体質量に対して、30%以下、20%以下、10%以下、5%以下の順で好ましい。
<Retention layer>
The retaining layer is the layer of the retaining pad 3 that comes into contact with the workpiece 2. The material of the retaining layer contains polyester as an essential component. Examples of polyesters that can be used include PET (polyethylene terephthalate), polyethylene naphthalate, polytrimethylene terephthalate, polybutylene terephthalate, and polypropylene terephthalate, with PET being preferred in the present invention. Note that, as long as the effects of the present invention are not impaired, the material of the retaining layer may be a mixture of resins other than polyester, such as polyurethane and epoxy resin. The preferred proportion of materials other than polyester relative to the total mass of the retaining layer is, in this order, 30% or less, 20% or less, 10% or less, and 5% or less.

保持層の材料であるポリエステルには、添加剤を添加したものを使用することができる。添加剤は、本発明の主旨を損なわない範囲で使用することができ、例えば、耐光剤、酸化防止剤、撥水剤、親水剤、染料などが挙げられ、1種又は2種以上を組み合わせて使用することができる。 Additives can be added to the polyester used as the material for the retaining layer. Additives can be used within the scope of the present invention, and examples include light stabilizers, antioxidants, water repellents, hydrophilic agents, and dyes. These additives can be used alone or in combination of two or more.

ポリエステルの中でも、特にポリエチレンテレフタレートは、加工性や耐薬品性などの観点で好ましい。ポリエステルは、一般的に、研磨装置や被研磨物などの研磨条件に応じて所定の形状の大きさに形成しやすく、酸性又は塩基性のスラリーに接しても劣化しづらく、製品寿命が高くなる傾向にあり、ポリエチレンテレフタレートはさらにその傾向が強い。 Among polyesters, polyethylene terephthalate is particularly preferred from the standpoint of processability and chemical resistance. Polyesters are generally easy to form into the desired shape and size depending on the polishing conditions, such as the polishing equipment and the workpiece, and are resistant to deterioration even when exposed to acidic or basic slurries, tending to have a long product life; this tendency is even stronger for polyethylene terephthalate.

(密度及び開孔径)
保持層の密度は0.2~0.6g/cmであり、かつ、保持層の保持面(被研磨物2との接触面、図1における3A)において、直径20μm相当以上の開孔の合計面積率が1%以下であることを特徴とする。通常の開孔を有さないポリエステルの密度(真密度)は、一般的には、1.2g/cmを超えるが、本発明の保持層の材料としてのポリエステルの密度は、0.2~0.6g/cmである。したがって、保持層は気泡などの空隙を含むものである。
なお、クッション性を考慮すると、密度0.2~0.5g/cmが好ましく、0.2~0.4g/cmであるとより好ましい。
(Density and pore size)
The retention layer has a density of 0.2 to 0.6 g/ cm3 , and the total area ratio of pores equivalent to a diameter of 20 μm or more on the retention surface of the retention layer (the surface in contact with the workpiece 2, 3A in FIG. 1) is 1% or less. The density (true density) of ordinary polyester without pores generally exceeds 1.2 g/ cm3 , but the density of the polyester used as the material for the retention layer of the present invention is 0.2 to 0.6 g/ cm3 . Therefore, the retention layer contains voids such as air bubbles.
In consideration of cushioning properties, the density is preferably 0.2 to 0.5 g/cm 3 , and more preferably 0.2 to 0.4 g/cm 3 .

保持層の保持面3Aにおいて、直径20μm相当以上の開孔の合計面積率1%以下である。これは、直径20μm相当以上の開孔が極めて少ない平滑な保持面であることを示すものであるが、密度が0.2~0.6g/cmであること考慮すると、保持面は非常に小さい開孔を所定量含むことを意味する。「直径20μm相当以上の開孔」は、「直径20μm相当以上の円形状の開孔」だけでなく、「直径20μm相当の円形と同じ面積の多角形、楕円の形状の開孔」も含むものとする。 The total area ratio of openings of 20 μm or larger in diameter on the holding surface 3A of the holding layer is 1% or less. This indicates that the holding surface is smooth and has very few openings of 20 μm or larger in diameter, but considering that the density is 0.2 to 0.6 g/ cm3 , this means that the holding surface contains a certain amount of very small openings. "Openings of 20 μm or larger in diameter" includes not only "circular openings of 20 μm or larger in diameter" but also "polygonal or elliptical openings having the same area as a circle of 20 μm in diameter."

なお、本発明では保持面、すなわち、被研磨物2と接触する面における開孔について特定しているが、保持面3Aのみならず、保持層を切断したときの断面(すなわち、内部)も同様に、直径20μm相当以上の開孔の合計面積率が1%以下であることが好ましい。これは、保持層全体として直径20μm相当以上の気泡が極めて少ないことを示すものであるが、密度が0.2~0.6g/cmであること考慮すると、非常に小さい気泡を所定量含むことを意味する。 In the present invention, the pores on the holding surface, i.e., the surface that comes into contact with the workpiece 2, are specified, but it is preferable that the total area ratio of pores with a diameter of 20 μm or more is 1% or less not only on the holding surface 3A but also on the cross section (i.e., the interior) when the holding layer is cut. This indicates that the holding layer as a whole has very few bubbles with a diameter of 20 μm or more, but considering that the density is 0.2 to 0.6 g/ cm3 , it means that it contains a certain amount of very small bubbles.

なお、保持層は、非繊維性であることが好ましい。ここで、非繊維性とは、保持層の材料中に繊維や不織布等の繊維成分が全体質量に対して、10質量%以下含むものをいう。なお、繊維成分は、保持層全体量に対して、5質量%以下で含むことがより好ましく、1質量%以下で含むことがさらに好ましく、全く含まない(不純物など不可避的に混入してしまう場合を除く)ことが特に好ましい。 The retaining layer is preferably non-fibrous. "Non-fibrous" here means that the retaining layer material contains fibrous components such as fibers and nonwoven fabrics in an amount of 10% by mass or less relative to the total mass. It is more preferable for the retaining layer to contain fibrous components in an amount of 5% by mass or less, even more preferably 1% by mass or less, and it is particularly preferable for the retaining layer to contain no fibrous components at all (except in cases where impurities are inevitably mixed in).

保持層は0.2~0.6g/cmの密度、及び、保持層の保持面において、直径20μm相当以上の開孔の合計面積率が1%以下であること満たすことにより、研磨時に使用するスラリーが保持層の内部に入り込むことを防止することで、保持層の劣化を防止することができる。そして、保持面において小さな開孔が多く存在することで、被研磨物の保持力を維持することができ、また、保持面は平滑すぎないため、被研磨物2と過度に張り付かず、気泡に因る凹凸の影響を抑え、被研磨物を回転させながら研磨することがきる。また、保持面3Aのみならず、保持層を切断したときの断面についても直径20μm相当以上の開孔の合計面積率が1%以下を満たすことが好ましく、保持層に含まれる気泡が充分に微細であることで、研磨中において被研磨物を保持した保持層が均一に沈み込むことで平坦性(研磨精度)を向上させることができる。なお、本発明の保持層は、SiC基板(シリコンカーバイドウェハ)、GaAs(ガリウム砒素)基板、サファイアガラス等の難削材量に非常に好適である。 The retention layer has a density of 0.2 to 0.6 g/ cm3 , and the total area ratio of pores equivalent to 20 μm or more on the retention surface of the retention layer is 1% or less. This prevents the slurry used during polishing from penetrating into the retention layer, thereby preventing deterioration of the retention layer. The presence of many small pores on the retention surface maintains the retention force of the workpiece 2. Furthermore, since the retention surface is not too smooth, it does not excessively adhere to the workpiece 2, suppressing the effects of unevenness caused by air bubbles, and allowing the workpiece to be polished while rotating. Furthermore, it is preferable that the total area ratio of pores equivalent to 20 μm or more in diameter is 1% or less not only on the retention surface 3A but also on the cross section of the retention layer when cut. Since the air bubbles contained in the retention layer are sufficiently fine, the retention layer holding the workpiece sinks evenly during polishing, improving flatness (polishing accuracy). The support layer of the present invention is highly suitable for use with hard-to-cut materials such as SiC substrates (silicon carbide wafers), GaAs (gallium arsenide) substrates, and sapphire glass.

(ショアD硬度)
保持層は、ショアD硬度は特に限定されるわけではないが、20~50度が好ましい。硬度が50度以内だと被研磨物2を破損させることを抑制し、20度以上であれば、耐久性が高くなりやすい。
(Shore D hardness)
The Shore D hardness of the retaining layer is not particularly limited, but is preferably 20 to 50. If the hardness is within 50 degrees, damage to the polished object 2 is suppressed, and if it is 20 degrees or more, durability is likely to be high.

(圧縮率)
保持層の圧縮率は、本明細書において、保持層の軟らかさの指標となるものである。
クッション性と耐久性を考慮すると、0.1~3.0%が好ましく、0.1~2.0%がより好ましい。特に高研磨圧条件下であると顕著に表れるが、被研磨物2が保持パッド3に沈み込んで平坦性を低下させることを抑制する観点から、0.1~1.5%が特に好ましい。なお、ショアD硬度や圧縮率は、密度(空隙率)などにより調整することができる。
(Compression rate)
The compressibility of the support layer is herein an indication of the softness of the support layer.
Considering cushioning properties and durability, 0.1 to 3.0% is preferable, and 0.1 to 2.0% is more preferable. Although this is particularly noticeable under high polishing pressure conditions, 0.1 to 1.5% is particularly preferable from the viewpoint of preventing the workpiece 2 from sinking into the holding pad 3 and reducing flatness. The Shore D hardness and compressibility can be adjusted by the density (porosity), etc.

図1保持パット3は、保持面には被研磨物の脱離を防止するための枠材8を備えていることが好ましい。枠材8は従来公知のものはいずれも採用でき、例えば、ガラス繊維強化エポキシ樹脂から構成されるものとすることができる。なお、本明細書において、保持パッド3に枠材8を備えたものを保持具とする。 The holding pad 3 shown in Figure 1 preferably has a frame material 8 on the holding surface to prevent the workpiece from falling off. Any conventionally known frame material 8 can be used, and for example, it can be made of glass fiber reinforced epoxy resin. In this specification, the holding pad 3 with the frame material 8 is referred to as a holder.

保持パッド3は、保持層の保持面3Aと反対の面には、上定盤4へ固定するための固定手段(図示しない)を備えていてもよい。固定手段は、両面テープ、接着剤など、公知の手段がいずれも採用できる。 The holding pad 3 may be provided with a fixing means (not shown) on the surface opposite the holding surface 3A of the holding layer for fixing to the upper surface plate 4. Any known fixing means can be used, such as double-sided tape or adhesive.

(研磨層及び研磨パッド)
本発明の保持パッド3が研磨するときに使用する研磨パッド5は特に限定されるものではない。
研磨パッド5の研磨層(被研磨物2に接触する層であるが、図示しない)は、ポリウレタン樹脂、ポリウレア樹脂、及びポリウレタンポリウレア樹脂を好適に用いることができる。
研磨層の厚みは、通常1~5mm程度とすることができる。また、必要により、中空微小球体を含めることができる。
(Polishing Layer and Polishing Pad)
The polishing pad 5 used when the holding pad 3 of the present invention is used for polishing is not particularly limited.
The polishing layer of the polishing pad 5 (the layer that comes into contact with the workpiece 2, not shown) can be suitably made of polyurethane resin, polyurea resin, or polyurethane-polyurea resin.
The thickness of the polishing layer can be generally about 1 to 5 mm, and hollow microspheres can be contained as needed.

(クッション層)
研磨パッド3は、研磨層と下定盤との間に、研磨層の被研磨物2への当接をより均一にすることを目的として、クッション層(図示しない)を有することができる。本発明においては、公知のクッション層であれば、いかなるものも使用することができる。クッション層6の材料としては、樹脂を含浸させた含浸不織布、合成樹脂やゴム等の可撓性を有する材料、気泡構造を有する発泡体等のいずれから構成されていてもよい。クッション層は、スポンジ状の微細気泡を有するポリウレタン樹脂製のものも好ましく用いられる。
(Cushion layer)
The polishing pad 3 may have a cushion layer (not shown) between the polishing layer and the lower platen for the purpose of more uniform contact of the polishing layer with the workpiece 2. In the present invention, any known cushion layer can be used. The cushion layer 6 may be made of any of a resin-impregnated nonwoven fabric, a flexible material such as synthetic resin or rubber, or a foam with a cellular structure. A cushion layer made of polyurethane resin with sponge-like fine bubbles is also preferably used.

(接着層)
接着層は、クッション層と研磨層を接着させるための層であり、通常、両面テープ又は接着剤から構成され、本発明の保持パッド3を用いる際は、公知の接着剤層を用いることができる。接着剤層としては、両面テープ又は接着剤は、当技術分野において公知のもの(例えば、接着シート)を使用することができる。
(Adhesive layer)
The adhesive layer is a layer for adhering the cushion layer and the polishing layer, and is usually made of double-sided tape or adhesive, and any known adhesive layer can be used when using the holding pad 3 of the present invention. As the adhesive layer, any known double-sided tape or adhesive in the art (for example, an adhesive sheet) can be used.

以下、実施例により本発明をさらに詳細に説明するが、本発明はこれらの例によって限定されるものではない。各実施例及び比較例において、特段の指定のない限り、「部」とは「質量部」を意味するものとする。 The present invention will be explained in more detail below using examples, but the present invention is not limited to these examples. In each example and comparative example, "parts" means "parts by mass" unless otherwise specified.

(実施例1)
古河電機工業株式会社製発泡PETシート(ポリエチレンテレフタレートシート)である商品名「MCPET M4」を保持層とし、保持面の所定の位置に枠材としてガラス繊維強化エポキシ樹脂(ガラエポ)を貼り付け、保持面とは反対の面に両面テープを貼り付けた、実施例1の保持パッドを含む保持具を製造した。実施例1の保持パッドの保持層において、気泡径20μm相当以上の開孔は保持面・断面ともに確認されず、開孔面積率は0%であった。ここで開孔面積率は、対象とする面を約1.3mm四方の範囲を175倍にして顕微鏡で確認し、得られた画像を画像処理ソフト(ニコン社製の商品名「ImageAnalyzerV20LABVer.1.3」)を用いて二値化処理し、各々の気泡の面積から円相当径及び単位面積あたりの開孔の面積割合を求めた。実施例1の保持パッドの所特性を表1に示す。
Example 1
A retainer including the retaining pad of Example 1 was manufactured using a foamed PET sheet (polyethylene terephthalate sheet) manufactured by Furukawa Electric Co., Ltd. (trade name "MCPET M4") as the retaining layer, a glass fiber reinforced epoxy resin (Gala-Epo) attached as a frame material at predetermined positions on the retaining surface, and double-sided tape attached to the surface opposite the retaining surface. In the retaining layer of the retaining pad of Example 1, no openings equivalent to a bubble diameter of 20 μm or more were observed on either the retaining surface or cross section, resulting in an open area ratio of 0%. The open area ratio was determined by observing an approximately 1.3 mm square area of the target surface under a microscope at 175x magnification, and binarizing the resulting image using image processing software (Nikon Corporation, trade name "ImageAnalyzer V20 LAB Ver. 1.3") to determine the circle-equivalent diameter and the area ratio of open holes per unit area from the area of each bubble. The specific characteristics of the retaining pad of Example 1 are shown in Table 1.

(比較例1)
モールド成型タイプであって、密度0.75g/cmのポリウレタン樹脂を保持層とした以外は実施例1と同様の方法で、比較例1の保持パッドを含む保持具を作製した。比較例1の保持パッドの所特性を表1に示す。なお、比較例1の保持パッドの開孔面積率は保持面・断面共に同値であった。
(Comparative Example 1)
A retainer including a retaining pad of Comparative Example 1 was produced in the same manner as in Example 1, except that the retaining layer was a molded type polyurethane resin with a density of 0.75 g/ cm3 . The properties of the retaining pad of Comparative Example 1 are shown in Table 1. The open area ratio of the retaining pad of Comparative Example 1 was the same on both the retaining surface and cross section.

(比較例2)
比較例1よりも低密度(密度0.39g/cm)のモールド成型タイプのポリウレタン樹脂を保持層とした以外は、実施例1と同様の方法で、比較例2の保持パッドを含む保持具を作製した。比較例2の保持パッドの所特性を表1に示す。なお、比較例2の保持パッドの開孔面積率は保持面・断面共に同値であった。
(Comparative Example 2)
A holder including a holding pad of Comparative Example 2 was produced in the same manner as in Example 1, except that a molded polyurethane resin with a lower density (density 0.39 g/cm 3 ) than that of Comparative Example 1 was used as the holding layer. The properties of the holding pad of Comparative Example 2 are shown in Table 1. The open area ratio of the holding pad of Comparative Example 2 was the same on both the holding surface and cross section.

(耐薬品性試験)
pH2の塩酸溶液に各保持パッドに使用した材料のサンプル片を48h、40℃で浸漬させたのち、引張試験を実施し、引張破断強度を測定した。ここで、破断強度におけるn数は2で行い、引張時の伸度は株式会社エー・アンド・デイ製、テンシロン万能試験機RTCにて日本工業規格(JISK6550)に準じた方法で測定した。具体的には、保持層からダンベル形状の測定試料(長さ90mm、端部幅20mm、試料巾10mm)を打ち抜き、測定試料を測定機の上下エアチャックにはさみ、引張速度100mm/min、初期つかみ間隔50mmで測定を開始し、測定値がピーク(切断)に達した値から破断強度を算出した。
(Chemical resistance test)
A sample piece of the material used for each support pad was immersed in a hydrochloric acid solution of pH 2 for 48 hours at 40 ° C., and then a tensile test was performed to measure the tensile strength. Here, the n number for the break strength was 2, and the elongation during tension was measured using a Tensilon universal testing machine RTC manufactured by A&D Co., Ltd. in accordance with the Japanese Industrial Standards (JIS K6550). Specifically, a dumbbell-shaped measurement sample (length 90 mm, end width 20 mm, sample width 10 mm) was punched out from the support layer, and the measurement sample was clamped between the upper and lower air chucks of the measuring machine. Measurement was started at a tensile speed of 100 mm/min and an initial gripping distance of 50 mm. The break strength was calculated from the value at which the measured value reached its peak (break).

(密度測定)
保持層の密度(g/cm)は、日本工業規格(JIS K 6505)に準拠して測定した。
(density measurement)
The density (g/cm 3 ) of the support layer was measured in accordance with Japanese Industrial Standards (JIS K 6505).

(D硬度測定)
保持層のD硬度は、日本工業規格(JIS-K-6253)に準拠して、D型硬度計を用いて測定した。ここで、測定試料は、少なくとも総厚さ4.5mm以上になるように、必要に応じて複数枚の保持層を重ねることで得た。
(D hardness measurement)
The D hardness of the support layer was measured using a D-type hardness tester in accordance with Japanese Industrial Standards (JIS-K-6253). Here, the measurement sample was obtained by stacking multiple support layers as necessary so that the total thickness was at least 4.5 mm.

(圧縮率測定)
圧縮率は、日本工業規格(JIS L 1021)に従い、ショッパー型厚さ測定器(加圧面:直径1cmの円形)を使用して求めることができる。具体的には、以下の通りである。
無荷重状態から初荷重を30秒間かけた後の厚さt0を測定し、次に、厚さt0の状態から最終荷重を5分間かけた後の厚さt1を測定した。圧縮率は、圧縮率(%)=100×(t-t)/tの式から算出した(なお、初荷重は100g/cm、最終荷重は1120g/cmである)。
(Compression ratio measurement)
The compressibility can be determined using a Schopper-type thickness measuring instrument (pressure surface: circular with a diameter of 1 cm) in accordance with Japanese Industrial Standards (JIS L 1021). Specifically, the compressibility is determined as follows.
The thickness t0 was measured after applying an initial load for 30 seconds from an unloaded state, and then the thickness t1 was measured after applying a final load for 5 minutes from the thickness t0 state. The compression ratio was calculated using the formula: compression ratio (%) = 100 × ( t0 - t1 )/ t0 (note that the initial load was 100 g/ cm2 and the final load was 1120 g/ cm2 ).

(研磨性能評価)
得られた実施例1及び比較例1、2の保持パッドを備える保持具それぞれを用いて、下記研磨条件について、シリコンウェハーの研磨を実施した。なお、研磨条件は下記の通りである。
(Polishing performance evaluation)
Using the holders equipped with the obtained holding pads of Example 1 and Comparative Examples 1 and 2, silicon wafers were polished under the following polishing conditions.

(研磨条件)
研磨性テストにおける保持パッド以外の条件を下記に示す。
使用研磨機:GRIND-X PNX332B(岡本工作機械製作所製)
研磨剤温度:22℃
研磨定盤回転数:40rpm
研磨ヘッド回転数:41rpm
研磨圧力:(外圧) 0.016MPa (内圧) 0.012MPa
研磨スラリー:GLANZOX 1306(20倍希釈)、GLANZOX 3105(30倍希釈)、GLANZOX 3111(20倍希釈)(フジミコーポレーテッド製)
研磨スラリー流量:800~1500ml/分
研磨時間:6~10分
被研磨物:シリコンウェハー
(polishing conditions)
The conditions other than the holding pad in the abrasion test are as follows:
Grinding machine used: GRIND-X PNX332B (manufactured by Okamoto Machine Tools Manufacturing Co., Ltd.)
Polishing agent temperature: 22°C
Polishing platen rotation speed: 40 rpm
Polishing head rotation speed: 41 rpm
Polishing pressure: (external pressure) 0.016 MPa (internal pressure) 0.012 MPa
Polishing slurry: GLANZOX 1306 (20-fold dilution), GLANZOX 3105 (30-fold dilution), GLANZOX 3111 (20-fold dilution) (manufactured by Fujimi Corporation)
Polishing slurry flow rate: 800 to 1500 ml/min Polishing time: 6 to 10 minutes Polished object: silicon wafer

(吸着力測定)
保持パッドの保持面に霧吹きで5回程度吹きつけて15分間湿らせた後、表面の水滴を除去した上に4inchのシリコンウェハーを載置し、さらにその上に重り12kgを1分載せたのちに重りを外した。最後に、シリコンウェハーを引き上げた時にかかる最大値を測定した。測定装置には、株式会社エー・アンド・デイ製、テンシロン万能試験機RTCを使用した。
(Adsorption force measurement)
The holding surface of the holding pad was sprayed with water about five times with a spray bottle to moisten it for 15 minutes, and then water droplets on the surface were removed. A 4-inch silicon wafer was placed on top of the pad, and a 12 kg weight was placed on top of it for 1 minute, after which the weight was removed. Finally, the maximum force applied when the silicon wafer was lifted was measured. The measurement device used was a Tensilon Universal Testing Machine RTC manufactured by A&D Co., Ltd.

(摩擦力測定)
摩擦の対象に10cm角ガラスを使用した。保持パッドは15分間湿らせた後、測定した。霧吹きで5回程度吹きつけ、水分を除去した上に角ガラスをセットし、その上に重り10kgを載せて8cm引いた時の静止摩擦力、動摩擦力を観測した。
(frictional force measurement)
A 10 cm square piece of glass was used as the friction target. The holding pad was left to wet for 15 minutes before measurement. The pad was sprayed with water about five times with a spray bottle to remove the moisture, and the square glass was placed on top of it. A 10 kg weight was placed on top of it and pulled 8 cm to observe the static and dynamic friction forces.

20μm相当の空隙を実質的に有さずに低密度を維持したPET製の実施例1の保持パッドは、同等の密度やクッション性(D硬度)を有するポリウレタン製の比較例2の保持パッドよりも高い耐薬品性(破断強度)を示した。また、保持面にも20μm相当の開孔を有さない実施例1の保持パッドは表面が適度に平滑であるため摩擦力は低かった。一方、所定の吸着力を有するが、所定の開孔を有する比較例1~2は、実施例1の保持パッドに比較して摩擦力が高かった。これは、実施例1の保持パッドは、被研磨物を適度に吸着保持することで被研磨物の脱離を抑制しながらも、被研磨物を研磨中に自転しやすい状態を保ち、被研磨物を均一に研磨できると期待される。実際に研磨性能評価においても、実施例の保持パッドを用いた場合は、被研磨物が研磨中に脱離せず、研磨終了時に被研磨物を剥離した際にも保持面の構造が破壊されないことが確認された。 The holding pad of Example 1, made of PET with substantially no 20 μm-equivalent voids and maintaining a low density, exhibited higher chemical resistance (breaking strength) than the holding pad of Comparative Example 2, made of polyurethane with comparable density and cushioning (D hardness). Furthermore, the holding pad of Example 1, which does not have 20 μm-equivalent pores on its holding surface, had a moderately smooth surface and therefore low frictional force. On the other hand, Comparative Examples 1 and 2, which have a predetermined adsorption force but also certain pores, exhibited higher frictional force than the holding pad of Example 1. This suggests that the holding pad of Example 1 is able to adequately adsorb and hold the workpiece to prevent it from falling off, while maintaining the workpiece in a state that allows it to rotate easily during polishing, thereby enabling uniform polishing of the workpiece. In actual polishing performance evaluations, it was confirmed that when the holding pad of the Example was used, the workpiece did not fall off during polishing, and the structure of the holding surface was not destroyed even when the workpiece was removed at the end of polishing.

本発明は、研磨パッドの製造、販売に寄与するので、産業上の利用可能性を有する。 This invention contributes to the manufacture and sale of polishing pads and has industrial applicability.

1 研磨装置
2 被研磨物
3 保持パッド(保持層)
3A 保持面
4 上定盤
5 研磨パッド
6 下定盤
7 スラリー供給装置
8 枠材
S スラリー
1 Polishing device 2 Object to be polished 3 Holding pad (holding layer)
3A Holding surface 4 Upper surface plate 5 Polishing pad 6 Lower surface plate 7 Slurry supply device 8 Frame material S Slurry

Claims (7)

発泡ポリエステルを保持層の全体質量に対して70質量%超含む保持層を含む保持パッドであって、
前記保持層の密度は0.2~0.6g/cmであり、
前記保持層の保持面は、直径20μm相当未満の開孔を有し、
前記保持層の保持面は、前記保持面の全体面積に対して、直径20μm相当以上の開孔の合計面積率が1%以下である、保持パッド。
A support pad comprising a support layer containing more than 70% by mass of foamed polyester relative to the total mass of the support layer,
The density of the support layer is 0.2 to 0.6 g/cm 3 ;
The support surface of the support layer has openings with a diameter of less than 20 μm,
A holding pad, wherein the holding surface of the holding layer has a total area ratio of openings with diameters of 20 μm or more of 1% or less relative to the total area of the holding surface.
前記ポリエステルは、ポリエチレンテレフタレートである、請求項1に記載の保持パッド。 The support pad of claim 1, wherein the polyester is polyethylene terephthalate. 前記保持層は、発泡ポリエステルシートから構成される請求項1又は2に記載の保持パッド。 The support pad according to claim 1 or 2, wherein the support layer is made of a foamed polyester sheet. 前記保持層の断面において、直径20μm相当以上の開孔の合計面積率が1%以下である、請求項1乃至3のいずれか一項に記載の保持パッド。 A holding pad according to any one of claims 1 to 3, wherein the total area ratio of pores with a diameter of 20 μm or larger in the cross section of the holding layer is 1% or less. 前記保持層のショアD硬度が20~50度である、請求項1乃至4のいずれか一項に記載の保持パッド。 A support pad according to any one of claims 1 to 4, wherein the support layer has a Shore D hardness of 20 to 50 degrees. 前記保持層の圧縮率が0.1~3.0%である、請求項1乃至5のいずれか一項に記載の保持パッド。 The support pad according to any one of claims 1 to 5, wherein the compression ratio of the support layer is 0.1 to 3.0%. 前記保持層中における繊維成分の含有量が前記保持層の全体質量に対して10質量%以下である、請求項1乃至6のいずれか一項に記載の保持パッド。 7. The support pad according to claim 1, wherein the content of fiber components in the support layer is 10% by mass or less relative to the total mass of the support layer .
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